50% Абонентов используют аппараты с беспроводным доступом и многочастотным набором номера (набор номера предшествует вызову и не входит в продолжительность занятия). Расчетная часть

Составить конфигурацию телефонной сети с пятизначной нумерацией абонентских линий по заданному числу дейст­вующих автоматических телефонных станций (АТС), указав на ней проектируемую АТСЭ типа EWSD и блоки удаленного абонентского доступа RDLU, зоновый узел связи (ЗУС) и узел специальных служб (УСС). Установить нумерацию абонентских линий.

Сделать выводы о возможности и путях дальнейшего развития существующей сети связи.

Суммарная емкость системы коммутации EWSD должна быть рассчитана как сумма номеров прямого включения и общая емкость RDLU. Предполагается, что все RDLU имеют одинаковую емкость. В реальных условиях емкость RDLU устанавливается с учетом имеющейся потребности.

И так, суммарное число абонентских номеров на проектируемой АТСЭ составит:

N_{проект. АТС} =(N_EWSD + n_RDLU ∙ N_RDLU) (1)

N_{проект. АТС} =(15000 + 4 ∙ 3000) = 27000 номеров.

Для нумерации абонентских линий должны использоваться четыре индекса, например, - «3», «4», «5», «6».

Абоненты прямого включения получат номера:

30000 – 39999;

40000 – 44999;

Нумерация линий для RDLU:

RDLU «50», «51», «52» - 50000 – 52999;

RDLU «53», «54», «55» - 53000 – 55999;

RDLU «56», «57», «58» - 56000 – 58999;

RDLU «59», «60», «61» - 59000 – 61999.

Кроме проектируемой АТС на сети имеется АТСЭ ёмкостью 5 тыс. номеров (за ней будет закреплен индекс «2»)

Общая емкость сети составит:

N_сети = N_{проект. АТС} + N _АТСЭ + N_АТСК (2)

N_сети = 27000 + 5000 = 32000 номеров.

Структура сети представлена на рис.1. На схеме предусмотрено включение узла специальных служб (УСС), зонового узла связи (ЗУС) для реализации междугородной связи и центра коммутации подвижной связи (ЦКПС). Предполагается, что УСС и ЗУС – электронные.

Возможно увеличение ёмкости АТС с занятием части номеров с индексами «2», «4», «6», «7», «9».

В случае перехода международных и междугородних номеров на индекс «0», а спецслужб – на «1», возможно будет увеличение ёмкости АТС с занятием номеров с индексом «8».

Рис.1 Структура сети связи

Вычертить структурную схему проектируемой АТСЭ типа EWSD, указав на ней оборудование, используемое для связи с другими объектами.

Структурная схема проектируемой АТСЭ типа EWSD представлена на рис.2.

Рис.2. Структурная схема проектируемой АТСЭ типа EWSD

Рассчитать число цифровых абонентских блоков АТСЭ в системе EWSD и в блоках удаленного абонентского доступа RDLU. Привести данные о технических характеристиках используемых абонентских блоков.

Цифровые абонентские блоки DLU обслуживают: аналоговые абонентские линии; абонентские линии пользователей цифровых сетей с интеграцией служб (ISDN); аналоговые учрежденческие подстанции (УПАТС); цифровые УПАТС.

К наиболее важным характеристикам DLU относятся:

- емкость DLU - до 952 абонентских линий в зависимос­ти от их типа (аналоговые, ISDN, CENTREX) и предполагаемых значений трафика;

- пропускная способность до 100 Эрл;

- постепенное модульное наращивание емкостей - 4,6 или 8 абонентских ком­плектов (SLC) в зависимости от типа модуля. В DLU могут подключаться аналоговые абонентские линии с декадным или с частотным набором номера.

Число абонентских блоков (АБ) АТСЭ в системе EWSD:

для абонентов номеров 30000-39999

n_{АБ «3»} = 10000/952 = 10,5 ≈ 11;

для абонентов номеров 40000-44999

n_{АБ «4»} = 5000/952 = 5,25 ≈ 6;

Общее число абонентских блоков в EWSD:

n_{АБ EWSD} = 11 + 6 = 17.

Число АБ в блоках удаленного доступа RDLU:

для абонентов номеров 50000-52999

n_{АБ «50», «51», «52»} = 3000/952 = 3,15 ≈ 4;

для абонентов номеров 53000-55999

n_{АБ «53», «54» , «55»} = 3000/952 = 3,15 ≈ 4;

для абонентов номеров 56000-58999

n_{АБ «56», «57» , «58»} = 3000/952 = 3,15 ≈ 4;

для абонентов номеров 59000-61999

n_{АБ «59», «60» , «61»} = 3000/952 = 3,15 ≈ 4.

n_{АБ RDLU} = 4 + 4 + 4 + 4 = 16.

Произвести расчет интенсивности телефонной нагрузки (создаваемой абонентами, которые будут включены в RDLU и непосредственно в систему EWSD).

Сначала следует рассчитать среднюю продолжительность одного занятия, фиксируя i – категорию абонента и задавая число набираемых абонентом цифр:

₍₃₎

где – коэффициент непроизводительного занятия коммутационной системы, зависящий от Т_i и k_p (рис.3);

k_р- доля вызовов из общего числа, для которых соединения закончились разговором;

t_со – средняя продолжительность слушания сигнала «Ответ станции»;

n – значность нумерации на сети;

–средняя длительность набора одной цифры номера с кнопочного ТА при частотном наборе;

–средняя длительность установления соединения;

–средняя продолжительность слушания сигнала «Контроль посылки вызова» соответственно при ответе абонента;

- продолжительность разговора для вызова i-й категории;

- продолжительность отбоя.

_{При расчетах принимаю}: k_p=0,5; t_co=3c; t_HH=0,8c;

_/

Рис.3. Зависимость коэффициента α отиk_p

По зависимости α_i = f (T_i, k_p) определим:

для Т_нх = 85с α_нх = 1,27;

для Т_кв = 110с α_нх = 1,21;

для Т_т = 110с α_т = 1,21.

Средняя продолжительность одного занятия абонентами народно-хозяйственного сектора (формула 3):

набор пяти цифр номера

t_5нх = 1,27 · 0,5 ·(3 + 5 · 0,8 + 2 + 7 +85 + 0) = 64,135 с;

набор 11-ти цифр номера (для выхода на сеть мобильной связи)

t_11нх = 1,27 · 0,5 ·(3 + 11 · 0,8 + 2 + 7 +85 + 0) = 67,183 с;

использования абонентом устройств беспроводной связи (набор номера не включается в продолжительность занятия)

t_{бпс нх} = 1,27 · 0,5 ·(3 + 2 + 7 +85 + 0) = 61,595 с.

Средняя продолжительность одного занятия абонентами квартирного сектора (формула 3):

t_5кв = 1,21 · 0,5 ·(3 + 5 · 0,8 + 2 + 7 +110 + 0) = 76,23 с;

t_11кв = 1,21 · 0,5 ·(3 + 11 · 0,8 + 2 + 7 +110 + 0) =79,134 с;

t_{бпс кв} = 1,21 · 0,5 ·(3 + 2 + 7 +110 + 0) = 73,81 с.

Средняя продолжительность одного занятия абонентами таксофонов (формула 3):

t_5т = 1,21 · 0,5 ·(3 + 5 · 0,8 + 2 + 7 +110 + 0) = 76,23 с;

t_11т = 1,21 · 0,5 ·(3 + 11 · 0,8 + 2 + 7 +110 + 0) = 79,134 с.

Средняя продолжительность занятия для абонентов народно-хозяйственного и квартирного сектора с учетом того, что

0,5 – доля аппаратов с беспроводным доступом на сети (вызов производится после набора номера абонентом);

0,7 – доля вызовов, замыкающихся на ГТС;

0,3 – доля вызовов, направляемых на ЦКПС:

t_ср = 0,5 · t_бпс + 0,5 (t₅ · 0,7 + t₁₁ · 0,3) (4)

t_{ср нх} = 0,5 · 61,595 + 0,5 (64,135 · 0,7 + 67,183 · 0,3) = 63,32 с;

t_{ср кв} = 0,5 · 73,81 + 0,5 (76,23 · 0,7 + 79,134 · 0,3) = 75,46 с.

Предполагается, что в таксофонах реализован обычный набор номера и

средняя продолжительность занятия может быть рассчитана как:

t_{ср т} = t_{5 т} · 0,7 + t_{11 т} · 0,3 (5)

t_{ср т} = 76,23 · 0,7 + 79,134 · 0,3 = 77,1 с.

Интенсивность местной нагрузки источников i-ой категории определяется по формуле:

Y_i = (C_i · N_i · t_срi)/3600, (6)

где C_i – среднее число вызовов в ЧНН от одного абонента i-ой категории;

N_i – число абонентов i-ой категории;

t_срi – среднее время занятия для абонентов i-ой категории, с;

3600 – число секунд в одном часе.

Число абонентов i-ой категории:

N_{нх EWSD} = 30% · N_EWSD = 0,3 · 15000 = 4500 номеров;

N_{кв EWSD} = 70% · N_EWSD = 0,7 · 15000 = 10500 номеров;

N_{т EWSD} = 40 номеров;

N_{нх RDLU} = 30% · N_RDLU = 0,3 · 3000 = 900 номеров;

N_{кв RDLU} = 70% · N_RDLU = 0,7 · 3000 = 2100 номеров.

Все таксофоны включаются в опорную станцию, при расчете RDLU их учитывать не нужно.

Тогда интенсивность местной нагрузки источников i-ой категории (формула 6):

Y_{нх EWSD} = (2,9 · 4500 · 63,32)/3600 = 229,535 Эрл;

Y_{кв EWSD} = (1,0 · 10500 · 75,46)/3600 = 220,09 Эрл;

Y_{т EWSD} = (4 · 40 · 77,1)/3600 = 3,43 Эрл;

Y_{нх RDLU} = (2,9 · 900 · 63,32)/3600 = 45,907 Эрл;

Y_{кв RDLU} = (1,0 · 2100 · 75,46)/3600 = 44,02 Эрл.

Возникающая местная нагрузка от абонентов прямого включения различных категорий равна:

Y_EWSD = Y_{кв EWSD} + Y_{нх EWSD} + Y_{т EWSD} (7)

Y_EWSD = 229,535 + 220,09 + 3,43 = 453,055 Эрл.

Возникающая местная нагрузка от абонентов RDLU разных категорий равна:

Y_RDLU = Y_{кв RDLU} + Y_{нх RDLU} (8)

Y_RDLU = 45,907 + 44,02 = 89,927 Эрл.

Суммарная возникающая местная нагрузка на проектируемую АТС составит:

Y_{возн АТС} = Y_EWSD +  Y_{RDLU Z} (9)

^Z

Y_{возн АТС} = 453,055 + 4 ∙ 89,927 = 812,763 Эрл.

Провести проверочный расчет общей средней удельной нагрузки на од­ну абонентскую линию и сравнить ее с допустимыми значениями.

Далее следует выполнить сопоставление полученных данных с содержимым таблицы 7, определяя среднюю интенсивность исходящей нагрузки на одну АЛ в ЧНН для конкретной категории как:

y₁i = Y i_EWSD / Ni_EWSD или y₁i = Y i_RDLU / Ni_RDLU (10)

Средняя интенсивность исходящей нагрузки на одну АЛ в ЧНН для абонентов народно-хозяйственного сектора (формула 10):

y_1нх = Y _{нх EWSD} / N_{нх EWSD} = 229,535 / 4500 = 0,05 Эрл

или

y_1нх = Y _{нх RDLU} / N_{нх RDLU} = 45,907 / 900 = 0,05 Эрл.

Средняя интенсивность исходящей нагрузки на одну АЛ в ЧНН для абонентов квартирного сектора (формула 10):

y_1кв = Y _{кв EWSD} / N_{кв EWSD} = 220,09 / 10500 = 0,02 Эрл

или

y_1кв = Y _{кв RDLU} / N_{кв RDLU} = 45,907 / 2100 = 0,02 Эрл.

Средняя интенсивность исходящей нагрузки на одну АЛ в ЧНН для абонентов таксофонов (формула 10):

y_1кв = Y _{т EWSD} / N _{т EWSD} = 3,43 / 40 = 0,09 Эрл

Максимально допустимая удельная абонентская нагрузка в течение часа наибольшей нагрузки (ЧНН), используемая в качестве одной из характеристик и составляющая 0,15 Эрл, означает, что (0,17 х 60 минут) = 10,2 минуты в течение ЧНН абонент может пользоваться телефонной связью (обычно средняя длительность одного разговора принимается равной 3 минутам).

При сравнении полученных данных со средней исходящей нагрузкой для абонентов (РД 45.120 - 2000), представленной в таблице 1, определили, что расчетные данные близки к статистическим.

Таблица 1. Средняя исходящая нагрузка для абонентов (РД 45.120 - 2000)

Тип АЛ	Среднее количество вызовов в ЧНН на 1АЛ (С)			Средняя продолжи- тельность занятия (t), c			Средняя интенсивность исходящей нагрузки на 1 АЛ в ЧНН (y1), Эрл			Время, используе-мое для расчета нагрузки
	5-знач.нуме- ра-ция	6-значн. нуме- Рация	5-значн. нуме- рация		6-знач. нуме- рация	5-значн. нуме- рация		6-значн. нуме- рация
1 Индивидуального	0,65	0,8	99,6		99	0,018		0,022	утрен. ЧНН
пользования (кварт.)	0,9	1,1	100		98	0,025		0,030	вечерн. ЧНН
2.Народнохозяйственного сектора:
а) "делового"	3,5	4,0	56,6		63	0,055		0,070	утрен. ЧНН
б) "спального" района города	1,1	1,2	82,0		90	0,025		0,030	вечерн. ЧНН
3. Таксофон местной связи	7,5	9,5	144		76	0,15		0,2	дневн. ЧНН
	8,0	10,5	90		93	0,2		0,27	вечерн. ЧНН
4. Таксофон междугородный (исходящей связи)	-		-			0,65		0,65	дневн. ЧНН вечерн.ЧНН

Составить схему распределения интенсивности нагрузки по направлениям связи, используя нормы, используемые при расчете интенсивности исходящей и входящей нагрузки по различным направлениям связи и пучкам каналов на ГТС.

Значительная доля нагрузки замыкается внутри проектируемой системы коммутации. Для определения этой доли следует использовать данные таблицы 6, предварительно рассчитав коэффициент К, который характеризует интенсивность исходящей абонентской нагрузки АТС в процентах от общей интенсивности возникающей абонентской нагрузки сети:

K= (N _{проект. АТС} / N_сети) 100, % (11)

K= (27000 / 32000) 100 = 84,37 %.

В таблице 2 указаны значения для К = 0,80 и 0,85. Методом интерполяции получаем значение доли нагрузки, которая замыкается внутри проектируемой станции как

К _{внутрист} = 81,3 + 4· (88,1 – 81,3) /5 = 86,74 %  0,87.

Определим долю возникающей нагрузки, которая будет распределяться по АТС сети фиксированной связи

Y_{проект АТС ГТС} = 0,7 · Y_{возн АТС} · (1 - К _{внутрист}) (12)

где коэффициент 0,7 показывает долю нагрузки, которая остается на сети фиксированной связи. Для всех вариантов проекта предлагается использовать предположение, что 30% вызовов направляются на (поступают от) сеть(и) мобильной связи. Проектируемая АТС выполняет функции транзитного узла, непосредственно связанного с центром коммутации подвижной связи (ЦКПС).

Y_{проект АТС ГТС} = 0,7 · 812,763 · (1 – 0,87) = 73,96 Эрл.

Предлагается распределять Y_{проект АТС ГТС} пропорционально заданным емкостям АТС_j. Исходящая нагрузка на j-направление связи:

Y_{проект АТСАТСj} = Y_{проектАТСГТС} [N_j /(N_сети - N _{проект.АТС)}] (13)

Y_{проект АТСАТСЭ«2»} = 73,96 · [5000 /(32000 - 27000] = 73,96 Эрл;

Таблица 2. Нормы, используемые при расчете интенсивности исходящей и входящей нагрузки по различным направлениям связи и пучкам каналов на ГТС

(РД 45.120-2000).

Интенсивность исходящей абонентской нагрузки АТС в процентах от общей интенсивности возникающей абонентской нагрузки сети, К, %	Процент интенсивности внутристанционной нагрузки от интенсивности возникающей нагрузки АТС	Интенсивность исходящей абонентской нагрузки АТС в процентах от общей интенсивности возникающей абонентской нагрузки, К, %	Процент интенсивности внутристанционной нагрузки от интенсивности возникающей нагрузки АТС
0,5	16,0	11,0	28,3
1,0	18,0	12,0	30,0
1,5	18,7	13,0	31,5
2,0	19,0	14,0	32,9
2,5	19,2	15,0	33,3
3,0	19,4	20,0	38,5
3,5	19,7	25,0	42,4
4,0	20,0	30,0	46,0
4,5	20,2	35,0	50,4
5,0	20,4	40,0	54,5
5,5	20,7	45,0	58,2
6,0	21,0	50,0	61,8
6,5	21,7	55,0	66,6
7,0	22,6	60,0	69,4
7,5	23,5	65,0	72,8
8,0	24,2	70,0	76,4
8,5	25,1	75,0	80,4
9,0	25,8	80,0	81,3
9,5	26,4	85,0	88,1
10,1	27,4	90,0	92,2
10,5	27,6	100,0	100,0

Продолжительность обработки адресной информации, поступающей от абонентов, зависит от способа набора номера. Обычно занятие исходящей линии в направлении связи происходит после приема всего номера, тогда может быть выполнена быстрая передача части номера на другую АТС в коде «2 из 6» или с использованием системы сигнализации ОКС№7. Соответственно, интенсивность нагрузки на выходе коммутационного поля будет несколько меньше, чем на его входе.

Широкое распространение телефонных аппаратов беспроводного доступа с частотным набором номера позволяет не вводить эту коррекцию для 50% ТА. В качестве примера приведем формулу для определения интенсивности нагрузки на выходе коммутационного поля для j-ого направления связи:

Y_{вых КП j} = 0,5 · Y_{проект АТСАТСj} + 0,5 · _j ·Y_{проект АТСАТСj} (14)

где _j – коэффициент пересчета, значение которого зависит от длины номера и продолжительности разговора. Предлагается использовать значение _j = 0,88.

Y_{вых КП АТСЭ«2»} = 0,5 · 73,96 + 0,5 · 0,88 · 73,96 = 75,53 Эрл;

Для определения интенсивности входящей нагрузки по j-ому направлению обычно используется принцип равенства исходящего и входящего трафика:

Y_{вх КП j} =Y_{вых КП j} (15)

Y_{вх КП АТСЭ«2»} = Y_{вых КП АТСЭ«2»} = 73,96 Эрл;

Для направления связи в сторону УСС расчет интенсивности нагрузки следует вести по формуле:

Y_УСС = 0,02 · Y_{возн АТС} (16)

Y_УСС = 0,02 · 812,763= 16,26 Эрл.

Для пересчета нагрузки со входа на выход коммутационного поля по направлению УСС следует использовать коэффициент _УСС = 0,95:

Y_{вых КП УСС} = 0,5 · Y_УСС + 0,5 · _УСС ·Y_УСС (17)

Y_{вых КП УСС} = 0,5 · 16,26 + 0,5 · 0,95 · 16,26 = 15,85 Эрл.

Для определения интенсивности нагрузки в исходящем (входящем) направлении к(от) ЗУС (прежнее название АМТС) следует использовать формулы:

Y_{исх ЗУС} = У_зсл · N _{проект. АТС} (18)

Y_{вх ЗУС} = У_слм · N _{проект. АТС} (19)

Y_{исх ЗУС} = 0,0020 · 27000 = 54 Эрл;

Y_{вх ЗУС} = 0,0015 · 27000 =40,5 Эрл.

Пересчет исходящей междугородной нагрузки со входа коммутационного поля на выход не производится, поскольку продолжительность междугородных разговоров существенно превышает время набора номера абонентом.

Предполагается, что через проектируемую АТС в направлении центра коммутации подвижной связи ЦКПС пойдет транзитная нагрузка к/от сети мобильной связи от всех абонентов ГТС.

Определим исходящую нагрузку в сторону ЦКПС от абонентов проектируемой АТС (включая RDLU):

Y _{исх проект АТС  ЦКПС} = 0,3 · Y_{возн АТС} · (1 - К _{внутрист}) (20)

Y _{исх проект АТС  ЦКПС} = 0,3 · 812,763 · (1 – 0,87) = 31,7 Эрл.

Определим интенсивность нагрузки на выходе коммутационного поля для направления связи в сторону ЦКПС:

Y*_{исх проект АТС  ЦКПС} = 0,5 · Y_{проект АТСЦКПС} + 0,5 · _цкпс · Y_{проект АТСЦКПС}, (21)

принимая _цкпс= 0,88.

Y*_{исх проект АТС  ЦКПС} = 0,5 · 31,7+ 0,5 · 0,88 · 31,7 = 29,8 Эрл.

Предположим, что входящая нагрузка от сети мобильной связи к абонентами проектируемой АТС равна исходящей

Y _{вх ЦКПС проект АТС} = Y* _{исх проект АТС  ЦКПС} (22)

Y _{вх ЦКПС проект АТС} = Y* _{исх проект АТС  ЦКПС} = 29,8 Эрл.

Предположим, что структурный состав абонентов на остальных АТС сети фиксированной связи такой же, как на проектируемой АТС. Определим объем транзитного трафика к сети мобильной связи, который будет поступать от каждой из остальных АТС сети как:

Y_{тр АТСj ЦКПС} = Y*_{исх проект АТС  ЦКПС} (N_j / N_{проект АТС}) (23)

где N_j – емкость j-ой АТС сети.

Y_{тр АТСЭ«2» ЦКПС} = 29,8 · (5000 / 27000) = 5,52 Эрл;

А также в обратном направлении

Y_{тр ЦКПС АТСj} = Y _{вх проект АТС ЦКПС} (N_j / N_{проект АТС}) (24)

Y_{тр ЦКПС  АТСЭ«2»} = 29,8 · (5000 / 27000) = 5,52 Эрл;

Таким образом, суммарная нагрузка на направление связи проектируемая АТС – центр коммутации подвижной связи составит:

Y_{ ЦКПС}=Y*_{исх проектАТСЦКПС}+Y_{вхЦКПСпроект АТС}+(Y_{тр АТСjЦКПС} + Y_{трЦКПС АТСj}) (25)

^j

Y_{ ЦКПС} = 29,8 + 29,8 + (5,52 + 5,52) = 70,64 Эрл.

Поскольку проектируемая АТС является транзитной для мобильной связи, следует определять общую интенсивность исходящей нагрузки на j-ое направление связи между проектируемой АТС и j-ой АТС как

Y_{пр АТС- АТСj} = Y*_{вых КП j} + Y_{тр ЦКПС АТСj} (26)

Y_{пр АТС- АТСЭ«2»} = 15,85+ 5,52 = 21,34 Эрл;

Будем принимать Y_{ АТСj - пр АТС} = Y_{пр АТС- АТСj}.

Y_{ АТСЭ«2» - пр АТС} = Y_{пр АТС- АТСЭ«2»} = 21,34 Эрл;

После определения, исходящего и входящего потоков сообщений в различных направлениях связи составляю схему распределения нагрузки.

Рис.4. Диаграмма распределения нагрузки

Рассчитать требуемое число исходящих и входящих соединительных линий ИКМ30/32 (потоков Е1), связывающих проектируемую АТСЭ со всеми АТС сети, с УСС и ЗУС, с блоками удаленного абонентского доступа.

По интенсивности нагрузки в различных направлениях связи определяется необходимое число временных каналов v_j и цифровых линий ИКМ30 V_j.

Далее при расчете необходимого числа соединительных линий (временных каналов связи) vi в направлении следует учитывать особенности формирования направлений связи в зависимости от используемой системы сигнализации (см. рис.5).